KR102123479B1

KR102123479B1 - 작업 차량 및 제어 방법

Info

Publication number: KR102123479B1
Application number: KR1020187005278A
Authority: KR
Inventors: 유키 시마노; 다쿠야 소노다; 겐지 오이와
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2020-06-26
Also published as: DE112017000130T5; US10697149B2; JPWO2018131063A1; US20190078300A1; WO2018131063A1; CN108575092A; KR20180094834A; JP6856548B2; CN112267503A; DE112017000130B4

Abstract

작업 차량(100)는, 액추에이터를 동작시키기 위한 유압식의 조작 장치(51)와, 조작 장치(51)의 조작량에 따른 지령 전류를 생성하는 메인 컨트롤러(52)와, 지령 전류에 따른 지령 파일럿압을 생성하는 전자 비례 제어 밸브(59)와, 지령 파일럿압에 기초하여 액추에이터를 동작시키는 작동유의 유량을 조정하는 메인 밸브(60)를 구비한다. 전자 비례 제어 밸브(59)는, 파일럿용 펌프(56B)와 메인 밸브(60)를 연결하는 파일럿 오일 통로(58)에 설치되고, 파일럿용 펌프(56B)로부터 공급되는 유압을 이용하여 지령 파일럿압을 생성한다. 조작 장치(51)는, 파일럿 오일 통로(58)는 상이한 조작 장치용 오일 통로(61)에 설치되어 있다.

Description

작업 차량 및 제어 방법

본 발명은, 작업 차량(work vehicle) 및 작업 차량의 제어 방법에 관한 것이다.

최근, 작업 차량으로서의 유압 셔블에서는, 국제 공개 제2015/186180호(특허문헌 1)에 개시되어 있는 바와 같이, 유압식의 조작 장치에 의해 생성된 유압(油壓)이, 컨트롤러로부터의 지시에 따라 동작하는 제어 밸브를 거쳐, 방향 제어 밸브의 파일럿 룸으로 안내되고 있다.

국제 공개 2015/186180호

특허문헌 1의 작업 차량에서는, 유압원(油壓源)과 제어 밸브와의 사이에 조작 장치를 통하고 있으므로, 제어 밸브에는 조작 장치에 의해 감압된 유압이 전해지게 된다. 이와 같이, 제어 밸브에는, 조작 장치에 대한 오퍼레이터 조작의 영향을 받아 유압이 전해지기 때문에, 제어 밸브에서는, 컨트롤러의 지시에 따른 지령 파일럿압을 생성할 수 없게 될 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 컨트롤러의 지시에 따른 지령 파일럿압을 생성할 수 있는 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따르면, 작업 차량은, 액추에이터를 동작시키기 위한 유압식의 조작 장치와, 조작 장치의 조작량에 따른 지령 전류를 생성하는 컨트롤러와, 지령 전류에 따른 지령 파일럿압을 생성하는 전자(電磁) 비례 제어 밸브와, 지령 파일럿압에 기초하여 액추에이터를 동작시키는 작동유의 유량(流量)을 조정하는 밸브를 구비한다. 전자 비례 제어 밸브는, 유압원과 밸브를 연결하는 제1 오일 통로에 설치되어, 유압원으로부터 공급되는 유압을 이용하여 지령 파일럿압을 생성한다. 조작 장치는, 제1 오일 통로와는 상이한 제2 오일 통로에 설치되어 있다.

본 발명에 의하면, 컨트롤러의 지시에 따른 지령 파일럿압을 생성하는 것이 가능해진다.

도 1은 작업 차량의 외관을 설명하는 도면이다.
도 2는 운전실의 내부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3는 작업 차량의 하드웨어 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 버킷(bucket) 컨트롤 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 메인 컨트롤러의 기능적 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 6은 작업 차량에서의 처리의 흐름을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7은 조작 장치의 사시도이다.

이하, 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 부품에는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이들의 명칭 및 기능도 같다. 따라서, 이들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.

실시형태에 있어서의 구성을 적절히 조합시켜 사용하는 것은 당초부터 예정되어 있는 것이다. 또한, 일부의 구성 요소를 이용하지 않을 경우도 있다.

이하, 작업 차량에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 그리고, 이하의 설명에 있어서, 「상」, 「하」, 「전」, 「후」, 「좌」, 「우」란, 작업 차량의 운전석에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 하는 용어이다.

<A. 전체 구성>

도 1은, 실시형태에 기초한 작업 차량(100)의 외관을 설명하는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(100)으로서, 본 예에 있어서는 유압 셔블을 예로 들어 설명한다.

작업 차량(100)은, 주행체(1)와, 선회체(旋回體)(3)와, 작업기(working unit)(4)를 주로 가지고 있다. 작업 차량 본체는, 주행체(1)와 선회체(3)에 의해 구성된다. 주행체(1)는, 좌우 한 쌍의 크롤러 벨트(crawler belts)를 가지고 있다. 선회체(3)는, 주행체(1)의 상부의 선회(旋回) 기구(機構)를 통하여 선회 가능하게 장착된다.

작업기(4)는, 선회체(3)에 있어서, 상하 방향으로 작동 가능하게 축지지되어 있고, 토사의 굴삭(掘削; excavation) 등의 작업을 행한다. 작업기(4)는, 붐(boom)(5)과, 암(arm)(6)과, 버킷(7)과, 붐 실린더(35)와, 암 실린더(36)와, 버킷 실린더(37)를 포함한다.

붐(5)의 베이스부는, 선회체(3)에 가동(可動) 가능하게 연결되어 있다. 암(6)의 기단부(基端部)는, 암 핀(arm pin)(46)을 통하여 붐(5)의 선단부에 회동(回動) 가능하게 장착되어 있다. 암(6)의 선단부에는, 버킷 핀(bucket pin)(47)을 통하여 버킷(7)이 회동 가능하게 연결되어 있다. 또한, 선회체(3)는, 운전실(8) 등을 포함한다.

그리고, 붐 실린더(35)와, 암 실린더(36)와, 버킷 실린더(37)는, 「액추에이터」의 일례이다.

<B. 운전실의 구성>

도 2는, 운전실(8)의 내부 구성을 나타낸 사시도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 운전실(8)은, 운전석(9)과, 주행 조작부(10)와, 계기판(17)과, 조작 레버(511, 519)와, 록 레버(20)와, 모니터 장치(53)를 가진다.

운전석(9)은, 운전실(8)의 중앙부에 설치된다. 주행 조작부(10)는, 운전석(9)의 전방에 설치된다.

주행 조작부(10)는, 주행 레버(11, 12)와, 주행 페달(13, 14)을 포함한다. 주행 페달(13, 14)은, 각각의 주행 레버(11, 12)와 일체로 가동한다. 주행체(1)는, 조작자가 주행 레버(11, 12)를 전방으로 가압함으로써 전진한다. 또한, 주행체(1)는, 조작자가 주행 레버(11, 12)를 후방으로 당김으로써 후진한다.

조작 레버(511)는, 운전석(9)의 우측부에 설치되어 있다. 오퍼레이터는, 조작 레버(511)를 전후로 조작함으로써, 붐(5)을 상하동시키는 것이 가능하다. 오퍼레이터는, 조작 레버(511)를 좌우로 조작함으로써, 버킷(7)을 회동시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 조작 레버(511)를 좌측으로 조작함으로써, 버킷 굴삭(excavation)이 행해진다. 조작 레버(511)를 우측으로 조작함으로써, 버킷 덤프가 행해진다.

조작 레버(519)는, 운전석(9)의 좌측부에 설치되어 있다. 오퍼레이터는, 조작 레버(519)를 전후로 조작함으로써, 암(6)을 회동시키는 것이 가능하다. 오퍼레이터는, 조작 레버(519)를 좌우로 조작함으로써, 선회체(3)를 선회시킬 수 있다.

그리고, 조작 레버(511, 519)에 의한 상기한 조작 패턴은, 일례로서, 이에 한정되는 것은 아니다.

록 레버(20)는, 조작 레버(519)의 근방에 설치된다. 록 레버(20)는, 작업기(4)의 조작, 선회체(3)의 선회, 및 주행체(1)의 주행 등의 기능을 정지시키기 위한 것이다.

모니터 장치(53)는, 작업 차량(100)의 엔진 상태, 가이던스(guidance) 정보, 경고 정보 등을 표시한다. 또한, 모니터 장치(53)는, 작업 차량(100)의 각종 동작에 관한 설정 지시를 받아들일 수 있도록 설치되어 있다.

<C. 하드웨어 구성>

도 3는, 작업 차량(100)의 하드웨어 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(100)은, 버킷 실린더(37)와, 조작 장치(51)와, 메인 컨트롤러(52)와, 모니터 장치(53)와, 엔진 컨트롤러(54)와, 엔진(55)과, 메인 펌프(56A)와, 파일럿용 펌프(56B)와, 경사판 구동 장치(57)와, 파일럿 오일 통로(58)와, 전자 비례 제어 밸브(59)와, 메인 밸브(60)와, 조작 장치용 오일 통로(61)와, 압력 센서(62)와, 탱크(63)와, 작동유용 오일 통로(64)를 구비한다.

조작 장치(51)는, 조작 레버(511)와, 조작 레버(511)의 조작량을 검출하는 조작 검출기(512)를 포함한다. 메인 밸브(60)는, 스풀(spool)(601)과, 파일럿 룸(602)을 가진다.

조작 장치(51)는, 작업기(4)를 조작하기 위한 장치이다. 본 예에서는, 조작 장치(51)는, 유압식의 장치로서, 적어도 버킷 실린더(37)를 동작시키기 위한 장치이다. 그리고, 버킷 실린더(37)가 동작함으로써, 버킷(7)이 회동한다.

조작 장치(51)에는, 조작 장치용 오일 통로(61)를 통해, 파일럿용 펌프(56B)로부터 오일이 공급된다. 작업 차량(100)의 오퍼레이터가 조작 장치(51)의 조작 레버(511)를 조작하면, 조작 레버(511)의 조작량에 따른 압력의 오일이 조작 장치용 오일 통로(61)에 토출(吐出)된다.

압력 센서(62)는, 조작 장치(51)로부터 토출되는 오일의 압력을 검출한다. 압력 센서(62)는, 검출 결과를 전기 신호로서 메인 컨트롤러(52)에 출력한다.

모니터 장치(53)는, 메인 컨트롤러(52)와 통신 가능하게 접속되어 있다. 모니터 장치(53)는, 오퍼레이터에 의한 입력 지시를, 메인 컨트롤러(52)에 통지한다.

엔진(55)은, 메인 펌프(56A)와 파일럿용 펌프(56B)에 접속하기 위한 구동축을 가진다. 엔진(55)의 회전에 의해, 메인 펌프(56A) 및 파일럿용 펌프(56B)보다도 작동유가 토출된다. 엔진(55)는, 일례로서 디젤 엔진이다.

엔진 컨트롤러(54)는, 메인 컨트롤러(52)로부터의 지시에 따라 엔진(55)의 동작을 제어한다. 엔진 컨트롤러(54)는, 메인 컨트롤러(52)로부터의 지시에 따라 연료 분사 장치가 분사하는 연료 분사량 등의 제어를 행함으로써, 엔진(55)의 회전수를 조절한다. 또한, 엔진 컨트롤러(54)는, 메인 컨트롤러(52)로부터의 메인 펌프(56A)에 대한 제어 지시에 따라 엔진(55)의 엔진 회전수를 조절한다.

메인 펌프(56A)는, 작동유용 오일 통로(64)를 통해, 작업기(4)를 구동에 사용하는 작동유를 공급한다. 일례로서, 메인 펌프(56A)는, 작동유용 오일 통로(64) 및 메인 밸브(60)를 통해, 작업기(4)의 버킷(7)을 구동시키는 버킷 실린더(37)에 작동유를 공급한다. 메인 펌프(56A)에는, 경사판 구동 장치(57)가 접속되어 있다. 파일럿용 펌프(56B)는, 전자 비례 제어 밸브(59)와 조작 장치(51)에 대하여 작동유를 공급한다.

경사판 구동 장치(57)는, 메인 컨트롤러(52)로부터의 지시에 기초하여 구동하고, 메인 펌프(56A)의 경사판의 경사 각도를 변경한다.

메인 컨트롤러(52)는, 작업 차량(100) 전체를 제어하는 컨트롤러이며, CPU(Central Processing Unit), 불휘발성 메모리, 타이머 등에 의해 구성된다. 메인 컨트롤러(52)는, 엔진 컨트롤러(54), 모니터 장치(53)를 제어한다.

메인 컨트롤러(52)는, 압력 센서(62)로부터 전기 신호를 수신한다. 메인 컨트롤러(52)는, 상기 전기 신호에 따른 지령 전류를 생성한다. 이와 같이, 메인 컨트롤러(52)는, 조작 장치(51)의 조작량에 따른 지령 전류를 생성한다. 메인 컨트롤러(52)는, 생성한 지령 전류를 전자 비례 제어 밸브(59)에 출력한다.

그리고, 본 예에 있어서는, 메인 컨트롤러(52)와, 엔진 컨트롤러(54)가 각각 별개의 구성에 대하여 설명하고 있지만 공통의 하나의 컨트롤러로 할 수도 있다.

전자 비례 제어 밸브(59)는, 파일럿용 펌프(56B)와 메인 밸브(60)의 파일럿 룸(602)을 연결하는 파일럿 오일 통로(58)에 설치되고, 파일럿용 펌프(56B)로부터 공급되는 유압을 이용하여, 메인 컨트롤러(52)로부터의 지령 전류에 따른 지령 파일럿압을 생성한다. 전자 비례 제어 밸브(59)는, 지령 파일럿압에 의해 메인 밸브(60)의 스풀(601)을 구동한다. 이와 같이, 전자 비례 제어 밸브(59)는, 지령 전류에 기초하여, 메인 밸브(60)에 안내되는 지령 파일럿압을 생성한다.

메인 밸브(60)는, 전자 비례 제어 밸브(59)와, 버킷(7)을 회동시키는 버킷 실린더(37)와의 사이에 설치되어 있다. 메인 밸브(60)는, 전자 비례 제어 밸브(59)에 의해 생성된 지령 파일럿압에 기초하여 버킷 실린더(37)를 동작시키는 작동유의 유량을 조정한다. 본 실시예에서는, 스풀(601)의 위치에 따른 오일량의 작동유가 메인 밸브(60)로부터 버킷 실린더(37)에 공급되는 것에 의해, 버킷(7)이 회동한다.

탱크(63)는, 메인 펌프(56A) 및 파일럿용 펌프(56B)가 이용하는 오일을 저장하는 탱크이다. 메인 펌프(56A)로부터 토출된 작동유는, 버킷 실린더(37) 및 메인 밸브(60)를 통과하여 탱크(63)로 되돌려진다. 또한, 파일럿용 펌프(56B)로부터 토출된 오일은, 조작 장치(51)를 통과하여 탱크(63)로 되돌려진다.

이상과 같이, 전자 비례 제어 밸브(59)는, 유압원인 파일럿용 펌프(56B)와 메인 밸브(60)를 연결하는 파일럿 오일 통로(58)에 설치되어, 파일럿용 펌프(56B)로부터 공급되는 유압을 이용하여 지령 파일럿압을 생성한다. 조작 장치(51)는, 파일럿 오일 통로(58)는 상이한 조작 장치용 오일 통로(61)에 설치되어 있다. 조작 장치(51)에는, 조작 장치용 오일 통로(61)를 통해, 파일럿용 펌프(56B)로부터 오일이 공급된다. 또한, 조작 장치(51)를 통과한 오일은, 파일럿 오일 통로(58) 및 작동유용 오일 통로(64)에 합류되지 않고, 탱크(63)로 돌아온다.

그리고, 조작 장치(51)는, 전술한 바와 같이 유압식의 조작 장치이지만, 작업 차량(100)에 있어서는 의사적(擬似的)인 전기 레버 방식의 조작 장치로서 기능한다. 이와 같은 조작 장치(51)는, 전기 레버 방식의 조작 장치와 비교하여 이하의 장점을 가진다. 조작 장치(51)의 조작 레버(511)의 동작이 유압으로 메인 컨트롤러(52)에 전해지기 때문에, 종래의 유압 셔블에서 채용되고 있는 유압 파일럿 방식에 준한 조작감을 유지할 수 있다.

그리고, 메인 밸브(60), 유압원, 파일럿 오일 통로(58), 조작 장치용 오일 통로(61)은, 각각, 「밸브」, 「파일럿용 펌프(56B」, 「제1 오일 통로」, 「제2 오일 통로」의 일례이다.

<D. 버킷 컨트롤의 개요>

작업 차량(100)은, 자동 정지(整地; leveling) 어시스트 기능을 가진다. 「자동 정지 어시스트 기능」이란, 암(6)을 조작했을 때, 버킷(7)이 설계면을 따라 움직이도록 자동으로 붐(5)을 상승시키는 기능이다. 또한, 작업 차량(100)은, 버킷 컨트롤 기능을 가진다. 「버킷 컨트롤 기능」이란, 작업 차량(100)의 본체에 대한 버킷 각도를 일정하게 유지하는 기능이다. 버킷 컨트롤 기능은, 자동 정지 어시스트가 기능하는 상태에 있어서 실행된다.

도 4는, 버킷 컨트롤 기능을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(100)은, 버킷(7)이 설계면(800)을 따라 화살표(890)의 방향으로 이동시키는 경우, 버킷 컨트롤 기능에 의해, 작업 차량(100)의 본체에 대한 버킷 각도 α를 일정(도 4의 경우에는 각도 α1)하게 유지한다. 그리고, 작업 차량(100)의 본체(도시하지 않음)는, 설계면(800)에서의 수평인 장소(801)에 배치되어 있는 것으로 한다.

작업 차량(100)이 설계면(800)의 경사면(802)을 정지하는 경우에는, 경사면(802)의 경사를 θ로 하면, 경사면(802)에 대한 버킷 각도는 "α1＋θ"로 되지만, 전술한 바와 같이, 작업 차량(100)의 본체에 대한 버킷 각도 α는 일정(α1)하게 유지된다.

버킷 컨트롤 기능에 의하면, 차체의 좌표계에 있어서, 버킷(7)의 바닥면의 경사가 일정하게 유지된다. 그리고, 버킷(7)과 암(6)이 이루는 각도 β는, β1 및β2로 하여 예시한 것처럼, 순차 변화한다.

이하에서는, 작업 차량(100)에서는, 오퍼레이터 조작에 연동하여, 버킷 컨트롤 기능을 자동적으로 온 또는 오프시키는 구성에 대하여 설명한다.

그리고, 버킷 컨트롤 기능이, 「자동 제어 기능」의 일례이다.

<E. 메인 컨트롤러의 기능적 구성>

도 5는, 메인 컨트롤러(52)의 기능적 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 메인 컨트롤러(52)는, 자동 정지 어시스트 실행부(520)와, 정지(停止) 처리부(525)를 구비한다. 자동 정지 어시스트 실행부(520)은, 버킷 컨트롤 실행부(521)를 가진다.

자동 정지 어시스트 실행부(520)는, 자동 정지 어시스트 기능을 실행하는 동작 모드가 오퍼레이터에 의해 선택되어 있는 것을 조건으로, 자동 정지 어시스트 기능을 실행하기 위한 제어를 행한다.

버킷 컨트롤 실행부(521)는, 자동 정지 어시스트 기능이 실행되는 동작 모드에 있어서, 버킷 컨트롤 기능을 실행하는 동작 모드가 오퍼레이터에 의해 선택되어 있는 것을 조건으로, 버킷 컨트롤 기능을 실행하기 위한 제어를 행한다.

정지 처리부(525)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)에 대한 오퍼레이터 조작(레버 조작)을 받으면, 버킷 컨트롤 기능을 일시적으로 정지시킨다. 이 경우, 메인 컨트롤러(52)는, 이 오퍼레이터 조작에 기초하여 버킷(7)을 회동시킨다.

오퍼레이터 조작이 종료되면, 메인 컨트롤러(52)는, 오퍼레이터 조작이 종료되었을 때의 버킷 각도를 유지하고, 이 상태에서, 버킷 컨트롤 기능을 재개한다.

이와 같이, 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)가 오퍼레이터 조작을 받으면, 작업 차량(100)의 본체에 대한 버킷 각도를 오퍼레이터 조작에 기초한 각도로 변경한다.

그리고, 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)가 조작되었는지의 여부를, 압력 센서(62)에 의한 검출 결과에 기초하여 판단한다. 또한, 버킷 각도 α의 변경은, 전자 비례 제어 밸브(59)에 대하여 출력하는 전류를 제어함으로써 행해진다.

이상과 같이, 작업 차량(100)에 있어서는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 있어서는, 오퍼레이터 조작이 버킷 컨트롤 기능의 실행에 의해서도 우선된다.

<F. 제어 구조>

도 6은, 작업 차량(100)에서의 처리의 흐름을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 스텝 S1에서, 메인 컨트롤러(52)는, 현재의 동작 모드가, 자동 정지 어시스트 기능을 실행하는 동작 모드인지의 여부를 판단한다. 메인 컨트롤러(52)는, 자동 정지 어시스트 기능을 실행하는 동작 모드인 것으로 판단된 경우(스텝 S1에서 YES), 스텝 S2에서, 버킷 컨트롤 기능을 실행하는 동작 모드인지의 여부를 판단한다. 메인 컨트롤러(52)는, 자동 정지 어시스트 기능을 실행하는 동작 모드가 아닌 것으로 판단된 경우(스텝 S1에서 NO), 일련의 처리를 종료한다.

메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능을 실행하는 동작 모드인 것으로 판단된 경우(스텝 S2에서 YES), 스텝 S3에서, 버킷 컨트롤 기능을 실행하면서, 자동 정지 어시스트 기능을 실행한다. 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능을 실행하는 동작 모드가 아닌 것으로 판단된 경우(스텝 S2에서NO), 스텝 S8에서, 버킷 컨트롤 기능을 실행하지 않고, 자동 정지 어시스트 기능을 실행한다.

스텝 S4에서, 메인 컨트롤러(52)는, 조작 레버(511)에 대한 오퍼레이터 조작을 받아들였는지의 여부를 판단한다. 메인 컨트롤러(52)는, 오퍼레이터 조작을 접수한 것으로 판단되었을 경우(스텝 S4에서 YES), 스텝 S5에서, 버킷 컨트롤 기능을 일시적으로 정지하고, 또한 오퍼레이터 조작에 기초하여 버킷(7)을 회동시킨다. 메인 컨트롤러(52)는, 오퍼레이터 조작을 받아들이지 않은 것으로 판단되었을 경우(스텝 S4에서 NO), 처리를 스텝 S2로 되돌린다.

스텝 S6에서, 메인 컨트롤러(52)는, 조작 레버(511)에 대한 오퍼레이터 조작이 종료하였는지의 여부를 판단한다. 메인 컨트롤러(52)는, 오퍼레이터 조작이 종료되어 있지 않은 것으로 판단된 경우(스텝 S6에서 NO), 처리를 스텝 S5로 되돌린다. 메인 컨트롤러(52)는, 오퍼레이터 조작이 종료된 것으로 판단된 경우(스텝 S6에서 YES), 스텝 S7에서, 오퍼레이터 조작이 종료되었을 때의 버킷 각도 α로 버킷 컨트롤 기능의 실행을 재개한다. 이로써, 버킷 컨트롤 기능을 재개하면, 오퍼레이터 조작이 종료되었을 때의 버킷 각도가 유지된다.

<G. 장점>

전술한 구성에 의해 얻어지는 장점에 대하여, 설명한다.

(1) 작업 차량(100)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 버킷 실린더(37)를 동작시키기 위한 유압식의 조작 장치(51)와, 조작 장치(51)의 조작량에 따른 지령 전류를 생성하는 메인 컨트롤러(52)와, 지령 전류에 따른 지령 파일럿압을 생성하는 전자 비례 제어 밸브(59)와, 지령 파일럿압에 기초하여 버킷 실린더(37)를 동작시키는 작동유의 유량을 조정하는 메인 밸브(60)를 구비한다.

전자 비례 제어 밸브(59)는, 유압원인 파일럿용 펌프(56B)와 메인 밸브(60)를 연결하는 파일럿 오일 통로(58)에 설치되어, 파일럿용 펌프(56B)로부터 공급되는 유압을 이용하여 지령 파일럿압을 생성한다. 조작 장치(51)는, 파일럿 오일 통로(58)는 상이한 조작 장치용 오일 통로(61)에 설치되어 있다.

이와 같은 구성에 의하면, 전자 비례 제어 밸브(59)는, 조작 장치(51)는 상이한 오일 통로에 설치되어 있다. 따라서, 조작 장치의 하류측에 전자 비례 제어 밸브가 설치되어 있도록 한 구성과는 달리, 전자 비례 제어 밸브(59)에 공급되는 오일의 유압은, 조작 장치(51)의 조작량에 영향을 받지 않는다. 지령 파일럿압은 조작 장치(51)에 의해 감압되지 않고, 전자 비례 제어 밸브(59)에 파일럿용 펌프(56B)로부터의 유압이 직접 전해진다. 그러므로, 작업 차량(100)에 의하면, 전자 비례 제어 밸브(59)는, 메인 컨트롤러(52)의 지시에 따른 지령 파일럿압을 생성하는 것이 가능해진다.

그리고, 상기에 있어서는, 액추에이터의 일례로서 버킷 실린더(37)를 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 액추에이터는, 붐 실린더(35), 또는 암 실린더(36) 등의 작업기(4)용의 다른 실린더라도 된다. 또는, 액추에이터는, 선회체(3)를 회전시키는 액추에이터(유압 모터)라도 된다.

(2) 조작 장치(51)에는, 조작 장치용 오일 통로(61)를 통해, 파일럿용 펌프(56B)로부터 오일이 공급된다. 이와 같은 구성에 의하면, 조작 장치(51)에 오일을 공급하는 유압원과 전자 비례 제어 밸브(59)에 오일을 공급하는 유압원을 공통으로 할 수 있다.

(3) 작업 차량(100)은, 조작 장치(51)를 통과한 오일을 파일럿 오일 통로(58)에 합류시키지 않고, 파일럿용 펌프(56B)가 이용하는 오일을 저장하는 탱크(63)로 되돌린다. 이와 같은 구성에 의하면, 조작 장치(51)를 통과한 오일이 지령 파일럿압의 생성에 이용되지 않는다. 그러므로, 작업 차량(100)은, 파일럿용 펌프(56B)로부터 공급되는 유압을 이용하여, 지령 파일럿압을 생성할 수 있다.

(4) 메인 컨트롤러(52)는, 작업 차량(100)의 본체에 대한 버킷 각도를 일정하게 유지하는 버킷 컨트롤 기능을 가진다. 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)가 오퍼레이터 조작(레버 조작)을 받으면, 버킷 각도를 오퍼레이터 조작에 기초한 각도로 변경한다.

이와 같은 구성에 의하면, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 있어서, 오퍼레이터 조작을 버킷 컨트롤 기능의 실행에 의해서도 우선시킬 수 있다.

(5) 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)에 대한 오퍼레이터 조작을 받으면, 버킷 컨트롤 기능을 일시적으로 정지하고, 상기 오퍼레이터 조작에 기초하여 버킷(7)을 회동시킨다. 메인 컨트롤러(52)는, 오퍼레이터 조작이 종료되면, 상기 오퍼레이터 조작이 종료되었을 때의 버킷 각도를 유지한다.

이와 같은 구성에 의하면, 오퍼레이터 조작을 종료했을 때의 버킷 각도로, 버킷 컨트롤 기능을 재개할 수 있다.

(6) 조작 장치(51)는, 조작 레버(511)를 가진다. 상기 오퍼레이터 조작은, 조작 레버(511)에 대한 조작이다.

이와 같은 구성에 의하면, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 있어서, 조작 레버(511)에 대한 오퍼레이터 조작을 버킷 컨트롤 기능의 실행에 의해서도 우선시킬 수 있다. 또한, 조작 레버(511)의 조작을 종료했을 때의 버킷 각도로, 버킷 컨트롤 기능을 재개할 수 있다.

<H. 변형예>

(제1 변형예)

상기한 실시형태에 있어서는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)에 대한 오퍼레이터 조작을 받으면, 버킷 컨트롤 기능을 일시적으로 정지하고, 오퍼레이터 조작을 종료하면 버킷 컨트롤을 재개하는 구성을 설명하였다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 조작 장치(51)가 오퍼레이터 조작을 받으면, 버킷 컨트롤 기능의 실행을 종료해도 된다. 그리고, 이 경우에는, 오퍼레이터 조작이 종료해도, 메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능을 재개하지 않는다.

이와 같은 구성에 의하면, 오퍼레이터가 버킷 컨트롤이 불필요한 것으로 판단하도록 한 태양에 있어서, 오퍼레이터는 조작 장치(51)를 조작하는 것만으로, 버킷 컨트롤 기능을 오프하는 것이 가능해진다.

(제2 변형예)

이하에서는, 조작 레버(511)가 푸시 버튼 스위치를 구비하고, 이 푸시 버튼 스위치에 대한 조작에 의해, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 오퍼레이터 조작을 우선시키는 구성을 설명한다.

도 7은, 조작 장치(51)의 사시도이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 조작 장치(51)의 조작 레버(511)는, 푸시 버튼 스위치(513)를 가진다. 그리고, 푸시 버튼 스위치(513)의 위치는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 조작 레버(511)의 상단(上端)[정상부(頂部]이라도 되고, 또는 측부라도 된다.

메인 컨트롤러(52)는, 버킷 컨트롤 기능의 실행 중에 푸시 버튼 스위치(513)가 눌러진 경우, 푸시 버튼 스위치(513)가 눌러지고 있는 동안, 일시적으로 버킷 컨트롤 기능을 정지하고, 버킷 실린더(37)의 실린더 길이를 일정하게 유지하는 제어를 행한다. 이로써, 버킷(7)과 암(6)이 이루는 각 β를 일정하게 유지한다. 이 경우, 버킷 각도 α는 순차 변화한다. 푸시 버튼 스위치(513)의 누름이 종료되면, 이 때의 버킷 각도 α로 버킷 컨트롤 기능을 재개한다.

이와 같은 구성에 의하면, 오퍼레이터는, 버킷 실린더 길이를 일정하게 유지한 상태에서, 작업 차량(100)의 본체에 대한 버킷 각도 α를 변화시킬 수 있다.

그리고, 상기에 있어서는 푸시 버튼 스위치(513)를 우측의 조작 레버(511)에 가지는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 푸시 버튼 스위치(513)는, 좌측의 조작 레버(519)에 구비되어 있어도 된다. 또는, 푸시 버튼 스위치(513)는, 예를 들면, 계기판(17) 등에 설치되어 있어도 된다.

이번 개시된 실시형태는 예시로서, 상기 내용에만 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 표시되고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1: 주행체, 3: 선회체, 4: 작업기, 5: 붐, 6: 암, 7: 버킷, 8: 운전실, 9: 운전석, 10: 주행 조작부, 11, 12: 주행 레버, 13, 14: 주행 페달, 17: 계기판, 20: 록 레버, 35: 붐 실린더, 36: 암 실린더, 37: 버킷 실린더, 46: 암 핀, 47: 버킷 핀, 51: 조작 장치, 52: 메인 컨트롤러, 53: 모니터 장치, 54: 엔진 컨트롤러, 55: 엔진, 56A: 메인 펌프, 56B: 파일럿용 펌프, 57: 경사판 구동 장치, 58: 파일럿 오일 통로, 59: 전자 비례 제어 밸브, 60: 메인 밸브, 61: 조작 장치용 오일 통로, 62: 압력 센서, 63: 탱크, 64: 작동유용 오일 통로, 100: 작업 차량, 511, 519: 조작 레버, 512: 조작 검출기, 513: 푸시 버튼 스위치, 601: 스풀, 602: 파일럿 룸, 800: 설계면, 802: 경사면.

Claims

작업기;
상기 작업기를 동작시키는 실린더;
상기 실린더를 동작시키기 위한 유압식의 조작 장치;
상기 실린더에 작동유를 공급하는 밸브;
상기 조작 장치의 조작량에 따른 지령 전류를 생성하는 컨트롤러;
상기 지령 전류에 따른 지령 파일럿압을 생성하는 전자(電磁) 비례 제어 밸브; 및
버킷(bucket)
을 포함하고,
상기 전자 비례 제어 밸브는, 유압원(油壓源)과 상기 밸브를 연결하는 제1 오일 통로에 설치되고, 상기 유압원으로부터 공급되는 유압을 이용하여 상기 지령 파일럿압을 생성하고,
상기 밸브는 상기 지령 파일럿압에 따라, 상기 실린더에 공급하는 작동유의 유량을 조정하고,
상기 조작 장치는 상기 제1 오일 통로와는 상이한 제2 오일 통로에 설치되어 있고,
상기 실린더는, 상기 밸브로부터 상기 작동유가 공급되는 것에 의해 상기 버킷을 회동(回動)시키는 버킷 실린더이고,
상기 컨트롤러는,
작업 차량의 본체에 대한 버킷 각도를 일정하게 유지하는 자동 제어 기능을 가지고,
상기 자동 제어 기능의 실행 중에 상기 조작 장치가 오퍼레이터 조작을 받으면, 상기 버킷 각도를 상기 오퍼레이터 조작에 기초한 각도로 변경하는,
작업 차량(work vehicle).
제1항에 있어서,
상기 조작 장치에는, 상기 제2 오일 통로를 통해 상기 유압원으로부터 오일이 공급되는, 작업 차량.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 작업 차량은 상기 유압원이 이용하는 오일을 저장하는 탱크를 더 포함하고,
상기 조작 장치를 통과한 오일을 상기 제1 오일 통로에 합류시키지 않고 상기 탱크로 되돌리는, 작업 차량.
삭제
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 자동 제어 기능의 실행 중에 상기 조작 장치에 대한 상기 오퍼레이터 조작을 받으면, 상기 자동 제어 기능을 일시적으로 정지하고, 상기 오퍼레이터 조작에 기초하여 상기 버킷을 회동시키고,
상기 오퍼레이터 조작이 종료되면, 상기 오퍼레이터 조작이 종료되었을 때의 버킷 각도를 유지하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 자동 제어 기능의 실행 중에 상기 조작 장치가 상기 오퍼레이터 조작을 받으면, 상기 자동 제어 기능의 실행을 종료하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 조작 장치는 조작 레버를 가지고,
상기 오퍼레이터 조작은 상기 조작 레버에 대한 조작인, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 작업 차량은 푸시 버튼 스위치를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는, 상기 자동 제어 기능의 실행 중에 상기 푸시 버튼 스위치가 눌러진 경우, 상기 푸시 버튼 스위치가 눌러지고 있는 동안, 일시적으로 상기 자동 제어 기능을 정지하고, 상기 버킷 실린더의 실린더 길이를 일정하게 유지하는 제어를 행하는, 작업 차량.
작업 차량의 제어 방법으로서,
상기 작업 차량은, 작업기를 동작시키는 실린더에 작동유를 공급하는 밸브와, 유압원과 상기 밸브를 연결하는 제1 오일 통로에 설치된 전자 비례 제어 밸브와, 상기 제1 오일 통로와는 상이한 제2 오일 통로에 설치된, 상기 실린더를 동작시키기 위한 유압식의 조작 장치와, 버킷을 포함하고,
상기 밸브는 지령 파일럿압에 따라, 상기 실린더에 공급하는 작동유의 유량을 조정하고,
상기 실린더는, 상기 밸브로부터 상기 작동유가 공급되는 것에 의해 상기 버킷을 회동(回動)시키는 버킷 실린더이고,
상기 작업 차량의 제어 방법은,
상기 조작 장치의 조작량에 따른 지령 전류를 생성하는 단계;
상기 전자 비례 제어 밸브가, 상기 유압원으로부터 공급되는 유압을 이용하여, 상기 지령 전류에 따른 상기 지령 파일럿압을 생성하는 단계; 및
상기 작업 차량의 본체에 대한 버킷 각도를 일정하게 유지하는 자동 제어 기능의 실행 중에, 상기 조작 장치가 오퍼레이터 조작을 받으면, 상기 버킷 각도를 상기 오퍼레이터 조작에 기초한 각도로 변경하는 단계
를 포함하는, 작업 차량의 제어 방법.
작업 차량의 제어 방법으로서,
상기 작업 차량은, 작업기; 상기 작업기를 동작시키는 실린더; 상기 실린더를 동작시키는 작동유의 유량을 조정하는 밸브와, 상기 실린더를 동작시키기 위한 조작 장치를 포함하고,
상기 작업 차량의 제어 방법은,
상기 작업 차량의 본체에 대한 버킷 각도를 일정하게 제어하는 단계; 및
상기 버킷 각도를 일정하게 제어하고 있을 때 상기 조작 장치가 오퍼레이터 조작을 받으면, 상기 버킷 각도를 상기 오퍼레이터 조작에 기초한 각도로 변경하는 단계;
를 포함하는, 작업 차량의 제어 방법.